[发明专利]一种包装用水性上光油及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于精细化学品及其制备技术领域，特别涉及一种包装用水性上光油及其制备方法和应用。

背景技术

铝箔广泛应用于医药包装、饮料食品包装、烟酒包装、铝箔装饰材料、铝箔容器涂装、铝箔航空餐盒、电子产品等领域。铝箔上光油是将光油涂布在已经完成所有套色或单一颜色的铝箔表面上,能使印刷制品表面光泽好、美观、耐酸碱等，又能保护图文表面，还能增加该制品表面的硬度。除此以外，还应具有一定的柔韧性。目前大量使用的铝箔上光油主要是溶剂型产品。传统溶剂型上光油在合成以及应用过程中均大量使用有机溶剂，产品中挥发性有机物(VOC)含量高，对环境和人的身体健康都有危害，近年来随着环保法规的严格及人民环保意识的增强，对VOC的排放要严格制止，国家产业政策鼓励水溶性上光涂料产业向高技术产品方向发展，促使了水性上光油的发展。水性上光油是用水替代有机溶剂作为分散介质的一种新型的上光油，具有无污染，安全可靠，机械性能优良，相容性好易于改性等优点，是一种新型的对环境友好的材料，随着该类产品的研究与关注，水性上光油在施工、储存等方面与溶剂型产品显现出一定的差距，并且目前水性产品附着力、耐溶剂性、耐化学品性、耐热性等方面尚不能达到溶剂性上光油产品的性能，这些在一定程度上影响并制约水性上光油的发展。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种无VOC、具有优越的涂层性能的包装用水性上光油及其制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种包装用水性上光油，所述的包装用水性上光油由以下重量份的原料制备而成：

12～60份乙烯基类单体，10～35份聚合物多元醇，6～24份多异氰酸酯化合物，0.25～1.5份扩链剂，1～6份亲水扩链剂，0～0.15份催化剂，0.5～3份含活性氢的乙烯基单体，1～10份的碱，45～300份水，0.12～2.5份引发剂溶于10～25份水中配置的引发剂水溶液。

所述乙烯基单体为丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸己酯、甲基丙烯酸正辛酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯中的一种、两种或两种以上任意配比的混合物。

所述聚合物多元醇的分子量介于1000～2000之间，且为聚己内酯二醇、聚碳酸酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚己二酸己二醇酯和聚己二酸丁二醇酯中的一种或两种任意配比的混合物。

所述多异氰酸酯化合物为异佛尔酮二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或两种任意配比的混合物。

所述扩链剂为1,4-丁二醇、一缩二乙二醇的一种或两种任意配比的混合物；

所述亲水扩链剂为由羧酸和磺酸盐组成；

其中，所述的羧酸为二羟甲基丙酸、二羟甲基丁酸中一种或两种，

所述的磺酸盐为二羟基丙磺酸钠、2-氨基乙基氨基乙磺酸钠、2,4-二氨基苯磺酸钠中的一种或两种以上任意配比的混合物；

所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、二醋酸二丁基锡或辛酸亚锡中的一种。

所述含活性氢的乙烯基单体为丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸中的一种或两种任意配比的混合物。

所述碱为氨水、三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾、三乙醇胺或二乙醇胺中的一种；

所述引发剂为过硫酸钾、过硫酸铵、双氧水或偶氮二异丁基脒盐酸盐中的一种。

一种包装用水性上光油的制备方法，包括以下步骤：

1)预聚反应：将乙烯基类单体、聚合物多元醇、多异氰酸酯化合物、扩链剂、亲水扩链剂和催化剂加入反应器中，在70～90℃条件下充分反应，得到聚氨酯预聚体；

2)封端反应：在聚氨酯预聚体中加入含活性氢的乙烯基单体进行封端反应，反应时间为0.5～2小时；

3)乳化：将反应体系冷却至室温，再加入1～10份的碱进行中和反应，在搅拌条件下加入水，搅拌分散直到出现泛蓝光乳液；

4)自由基聚合：再将乳液体系升温至60～90℃，将引发剂水溶液在1～4小时内均匀滴入到反应器中，滴加完毕后，继续保温至反应完全，即制得包装用水性上光油。

所述的预聚反应步骤中，反应时间为1～4小时；

所述的乳化步骤中，加碱中和反应时间为20～40分钟；加水搅拌分散时间为20～40分钟；

所述的自由基聚合步骤中，保温反应2～4小时。